福建武平桥背坑萤石矿控矿断裂特征及找矿前景分析

沈火春

（福建省第八地质大队，福建 龙岩 364012）

桥背坑萤石矿床位于武平县城正北36 km，距大禾乡约9 km，处于桃溪变质核杂岩旋卷构造中，该变质核杂岩旋卷构造区是武夷山成矿带南部一个重要的环形构造成矿带之一，沿该旋卷构造区已发现大量大型-特大型金属-非金属矿床，金属矿以紫金山铜金矿、悦洋银矿、岩背锡矿、红山铜矿为代表[1]，非金属矿以谢芳萤石矿（大型）、筠门岭萤石矿（大型）[2]、桥背坑萤石矿（中型）为代表，矿床受桃溪旋卷构造控制明显，矿体展布以北东向为主、北西向次之。福建省第八地质大队1989—2019年对桥背坑萤石矿开展普查、储量核实等工作，在矿区一条近北西向断裂（F0）与一组（4条）近北东向断裂组合成一个“歹”字型旋卷构造中已发现3条萤石矿体，深部探获3条萤石盲矿体。以往工作局限于萤石矿体的浅部找矿，本研究通过分析桥背坑萤石矿床“歹”字型旋卷构造控制的萤石矿控矿断裂特征、矿体分布与构造关系，探讨矿床形成原因，指出矿区找矿前景及找矿方向。

1 成矿地质背景

区域地层主要为古元古代桃溪岩组变质岩，岩性主要为斜长变粒岩、二长(钾长)变粒岩夹透辉(角闪)斜长变粒岩，为区域老变质基底地层[3]。区内构造主要为断裂构造，共有北东向、北西向、近南北向、近东西向四组。岩浆侵入活动频繁，从老到新有加里东晚期片麻状黑云母花岗岩、华力西晚期钾长花岗岩、印支期少斑中细粒黑云母钾长花岗岩、燕山早期黑云母花岗岩、燕山晚期中细粒花岗岩（图1），其中，燕山早期黑云母花岗岩与桥背坑萤石矿床形成密切相关。

图1 桥背坑萤石矿床区域地质简图

2 桥背坑萤石矿床地质特征

2.1 桥背坑萤石矿床控矿断裂

桥背坑萤石矿床赋存在受“桃溪穹窿”构造控制的性质相同的一条近北西向断裂（F0）与一组（4条）近北东向断裂组合成一个“歹”字型旋卷构造中（图2），由头部构造（主干断裂F0）和尾部构造（次级构造F1、F2、F2、F2）组成，其构造特征如下：

图2 萤石矿体分布示意图

主干断裂F0:长大于1500 m、宽3～5 m，走向85°～100°，倾向南一南南西，倾角65°～70°，断裂带外侧有宽约5～20 cm的强硅化带；断裂带为硅化花岗质构造角砾岩、石英细脉、萤石矿体所充填，为“歹”字型构造之“头部”。

次级构造（F1、F2、F2、F2）：长300～1000 m不等，宽0.68～7.64 m；形态在走向上为舒缓波状，并具“铙曲和胀缩”现象。总体走向北东东—东西向，倾向南东-南南东，倾角自南西向北东逐渐变陡，局部近直立。构造性质为张扭性，充填物主要为“糖块状”“砂土状”萤石矿石，其次为围岩角砾、石英细脉及黏土矿物，充填物胶结程度较低，为“歹”字型构造之“帚”。

矿区矿体严格受“歹”字型构造控制，呈舒缓波状，并具“铙曲和胀缩”现象，各矿体特征如图3—图4所示。

图3 桥背坑萤石矿床勘探线剖面图（12号线）

图4 桥背坑萤石矿床勘探线剖面图（1号线）

I号矿体：为主矿体，赋存于F1断裂中，呈脉状于地表出露，具分叉现象。矿体走向65°～90°，倾向南东—南南东、倾角63°～82°，走向长525 m，最大斜深120 m,矿体厚度0.71～7.64 m，平均厚度1.78 m，赋存标高+542.36～+463 m。矿体形态总体简单局部复杂，矿石品位32.36%～73.58%，平均品位58.53%。

Ⅱ号矿体：次要矿体，赋存于F2断裂中，呈单脉状出露于地表，整体形态是西缓东陡，呈波状展布，走向95°～70°，倾向南南西—南南东、倾角65°～85°，矿体走向上长300 m，最大斜深90 m，矿体厚度0.76～1.04 m，平均厚度0.91 m，赋存标高+465～+500 m。矿体形态简单，矿石品位56.48%～79.62%，平均品位70.41%。

Ⅲ号矿体：为主矿体，赋存于F3断裂中，为盲矿体。矿体总体较稳定，走向82°～95°、倾向180°～190°，倾角57°～78°。矿体走向长约725 m，矿体厚度0.69～6.95 m，平均厚度1.67 m，赋存标高+475～+550 m。矿体形态总体简单局部复杂，矿石品位44.36%～85.32%，平均70.84%。

Ⅳ号矿体：主矿体，赋存于F4断裂中，为盲矿体。矿体产状变化较大，西段向南陡倾（局部向北陡倾），东段倾向南偏东，倾角78°～82°。矿体走向长约1 km，矿体厚度0.68～4.99 m，平均厚度1.70 m，赋存标高+525～+300 m。矿体形态中等，矿石品位31.12%～96.97%，平均63.34%。

Ⅴ号矿体：次要矿体，呈透镜体状出露于地表。矿体产状总体较稳定，走向80°～85°，倾向170°，倾角53°～56°。矿体走向长约25 m，矿体平均厚度1.70 m，赋存标高+485～+495 m。矿石平均品位62.86%。

Ⅵ号矿体：次要矿体，赋存于F0断裂构造中，为盲矿体。矿体走向长约102 m，呈透镜体状，矿体厚度1.27～3.06 m，平均2.13 m，赋存标高+525～+432 m，位于Ⅳ号矿体上部，与Ⅳ号矿体近平行。矿体形态简单，矿石品位37.37%～75.52%，平均品位57.99%。

2.2 矿石特征

矿石矿物为萤石，颜色自矿体由两侧往中间由黑色、白色—翠绿色—紫色过渡。脉石矿物主要有石英，其次为高岭土。见图4。

矿石化学成分主要为CaF2、SiO2，其次为Al2O3、K2O、Fe2O3、MgO。矿体矿石有益组分CaF2最高含量为96.97%，最低含量20.73%，Ⅱ、Ⅲ号矿体矿石为富矿石，其余矿体矿石为贫矿石。矿石品位总体呈由南往北、由中部（0线）往两侧略变贫；侧脉、支脉品位较主脉低；由地表向深部品位略有减少趋势。有害组分主要为Si02、Fe2O3、S、P、CaCO3，含量分别为32.81%～43.56%、0.38%～0.74%、0.011%～0.019%、0.008%～0.013%、1.75%～2.97%。

3 矿床成因探讨

桥背坑萤石矿床的矿体主要赋存于与“桃溪穹窿”构造相适应的旋卷构造破碎带中，受断裂构造控制十分明显，因此，断裂构造是该矿床形成的主要控矿因素。矿脉沿构造破碎带的裂隙充填，与围岩的接触界线清楚，部分萤石矿脉切过花岗岩进入早元古代桃溪岩组混合岩化条带状黑云母斜长变粒岩中，具有充填式特征，属于典型的热液充填型萤石矿床。矿体的围岩主要为燕山早期（中）细粒黑云母花岗岩，少数为华力西一印支期中粗粒似斑状黑云母二长花岗岩,与南岭地区产萤石的花岗岩主要为黑云母花岗岩[4-8]相一致。矿体近矿蚀变相对较为简单，主要为一套中-低温热液蚀变，包括硅化、绢云母化、方解石化、高岭土化、叶腊石化、绿泥石化等。由于桥背坑萤石矿体均产于燕山早期（中）细粒黑云母花岗岩中，少部分萤石矿脉切过花岗岩进入早元古代桃溪岩组混合岩化条带状黑云母斜长变粒岩中。因此，认为桥背坑萤石矿形成所需的矿质（F）主要来自于燕山早期的黑云母花岗岩，矿质（Ca）来自于基底地层以及部分燕山早期花岗岩，矿床的成因类型应属于岩浆期后气化热液型中-低温热液充填矿床。

4 找矿前景及找矿方向

4.1 岩体接触带找矿方向

该区燕山早期（中）细粒黑云母花岗岩为南岭地区最重要的成矿母岩，桥背坑萤石矿即为该岩浆期后热液充填于北东向断裂构造系列而形成，而且在华力西一印支期中粗粒似斑状黑云母二长花岗岩及早元古代桃溪岩组中有适当断裂空间和强硅化围岩蚀变的地方，均有可能发现新矿体。

4.2 含矿构造带延长部找矿方向

矿区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ萤石矿体所赋存的近北东向断裂组合成的“歹”字型旋卷构造规模大，延伸长。头部主干断裂F0，长大于1 500 m、宽3～5 m，目前仅发现一条控制程度低的Ⅵ号矿体，该矿体平均品位57.99%，平均厚度2.13 m，其配套的“帚”状断裂长亦达到长300～650 m，宽1～4.6 m,由于头部主干断裂F0断裂性质与其配套的“帚”状断裂相同，均为张扭性断裂，同属于受“桃溪穹窿”构造逆时针旋转之相应控制的断裂。因此，头部主干断裂F0具有较大的找矿潜力，其配套的“帚”状断裂在含矿构造带延长向仍有很大的工作空间。

4.3 中深部找矿方向

该区控矿断裂是武夷山成矿带的一部分，断裂具有规模大，延伸深的特点，所以在深部开放空间里，特别是与其他构造交汇部位的膨大空间里是形成厚大矿体的有利部位。如矿区“帚”状向收敛端趋向主干断裂大致连接处的Ⅳ号矿体厚度大（达3.06 m）、矿石品位高（达76.52%），由此可见，该区中深部具有寻找厚大富矿体的潜力。

5 结论

桥背坑萤石矿床应属于岩浆期后气化热液型中-低温热液充填矿床，目前已经控制6条萤石矿体具有厚度大，品位高的特点，展示了矿区良好的找矿前景。根据矿区“歹”字型旋卷构造的控矿断裂特征、矿体分布与构造关系上分析，无论是在岩体接触带、构造带两侧延长还是中深部都有很大的找矿潜力。